[发明专利]快速聚合番茄黄化曲叶病毒病多个抗性基因的引物及方法

说明书

技术领域:

本发明属于农业育种领域，特别涉及利用分子标记聚合多个番茄黄化曲叶病毒病抗性基因，选育抗病自交系的番茄育种方法。

背景技术:

番茄是茄科(Solanceae)番茄属（Solanum）的一年生或多年生植物，原产于南美洲的秘鲁、厄瓜多尔等地。番茄是世界上重要且具有高经济价值的农作物之一，也是中国栽培最广、产量最高的蔬菜作物之一。但栽培番茄中记载的病害有将近200种，尽管生产者可以使用包括栽培技术和杀虫剂等综合策略，但是利用传统的育种方法将抗病基因导入到现代品种中依然是番茄抵抗疾病的重要方法。

  在上百种番茄病原体中，由番茄黄化曲叶病毒（TYLCV）引起的疾病一直是生产者重中之重的难题。近10年来，烟粉虱传播的双生病毒已经发展成为中国乃至世界番茄生产的限制因子。通过烟粉虱，TYLCV可以迅速进入番茄中，一旦进入植物体内就会大量复制并传遍整个植物体。该病具有爆发突然、扩展迅速、危害性强、无法治疗的特点，是一种毁灭性的番茄病害，植株一旦发病，尤其是在开花前发病，果实产量及商品价值均大幅度下降，严重时造成的损失可达100%。

TYLCV属于双生病毒属，其分布范围受媒介昆虫——烟粉虱的限制。化学方法控制烟粉虱是一种有效地方法，但是商业上杀虫剂的滥用使得烟粉虱产生抗性，并且诱变出20种不同的番茄侵染性病毒。就像化学杀线虫一样，由于TYLCV对杀虫剂产生抗性以及对过量使用杀虫剂对公众健康的考虑，化学方法控制TYLCV也逐渐减少。利用遗传工程创造转基因抗性植株同样的成为一种有效地措施。这种技术解决了化学方法的弊端，并且也使番茄对线虫、TYLCV及其他病原菌产生了抗性。直到今天，抗性基因的自然渗入依然是控制番茄病原体的重要方法。

关于抗番茄黄化曲叶病（TYLCV）的报道已有近40年，Cohen于1964年首次报导了一些抗性基因型，随后在野生材料智利番茄（S. chilense）、多毛番茄（S. habrochaites）、秘鲁番茄（S. peruvianum）、醋栗番茄（S. pimpinellifolium）都分离出了抗性基因，但这些基因对番茄黄化曲叶病毒病并不是完全免疫的。在1990's，Pilowsky 和Cohen (2000)报导了S. peruvianum的抗性，其具有5个相关的隐性基因。以色列农业研究中心利用S. peruvianum (PI 126926，PI 126930，PI 390681和LA441)培育了一系列高抗TYLCV的育种系。Michelson发现了S. chilense对TYLCV的抗性。抗性受控于1个主效基因(命名为Ty-1，为部分显性遗传)和至少2个以上的修饰基因。这个抗性位点指Ty位点，S. chilense中的抗性位点命名为Ty-1。Zamir将该Ty位点定位在第6号染色体的着丝粒部位。Ty-1等位基因为显性基因，因此，Ty-1/ Ty-1和Ty-1/+都具有TYLCV抗性。由于整合单个显性基因相对容易，因此该主效抗性基因Ty-1得以广泛应用，带有该抗性基因的杂交种也在市场上大面积推广种植。野生番茄S. habrochaites中LA386、LAl777等对TYLCV也表现较高水平的抗性，研究发现该抗性是由1个主效基因和几个修饰基因所控制。另外该野生种S. habrochaites ‘B6013’中，有2个上位基因控制其对TYLCV的抗性，育种家由此育成了H24，之后相关研究证明H24携带Ty-2基因。Hanson等（2000）将其定位在11号染色体长臂上；Garcia等（2007）进一步将其定位在长臂终端，与SCAR (Sequence characterized amplified region)标记T0302紧密连锁，遗传距离在5.0 cM以内。引物T0302F/T0302R和T0302F/TY2R1能够有效地检测基因型ty2/ty2和TY2/TY2。亚疏中心（AVRDC）在番茄育种进程中将Ty-2基因作为基本抗源，利用H24培育了一系列抗病自交系。Ty-3是最新报导的TYLCV抗性基因。Ji等(2007)利用感病材料S. lycopersicum (7781)和抗TYCV的高代自交系(02l108)，S. Chilense中LA2779的渐渗系杂交得到的F₂群体，将Ty-3基因定位于第6染色体长臂上 cLEG-31-P16 (20 cM)和C2_At5g41480 (27 cM)之间。其为一个主效位点，可以解释60%的植株TYLCV抗性强度。LA4440是S. Chilense中LA2779的渐渗系，令人感兴趣的是，该品系兼抗TYLCV 和ToMoV，抗性区域不仅包括Ty-3还包含Ty-1 (Agrama and Scott, 2006)， 两者间的遗传距离仅15 cM。在一个基因型中同时存在Ty-1 和Ty-3 基因可能提供更高的抗性。Ty-4也来自于来源于野生智利番茄，位于3号染色体，为辅助增效基因，可以解释16%抗性程度变化。Ty-4单独存在时，抗性水平表现一般，与其他抗性标记同时存在时，能显著提高品系的抗性水平（Ji et al. 2009）。Ty-5来自于4个秘鲁番茄，位于4号染色体，为专性抗病基因（Anbinder et al., 2009）。